ｐ６２タンパク質の発現を制御する分子メカニズムの解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23500434
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 松本 弦 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 客員研究員 (50415303)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Keywords: タンパク質分解 / 選択的オートファジー / p62

Outline of Annual Research Achievements

選択的オートファジーの主要アダプタータンパク質であるp62/SQSTM1は、恒常的オートファジーによって常に分解されている。オートファジーが誘導されるとp62は迅速にオートファジーシステムにより分解されるが、同時にp62の遺伝子発現も誘導される。この時、ユビキチン化された異常タンパク質は、リン酸化されたp62によりオートファゴソームにターゲティングされると考えられる。これらのことは、異常タンパク質をオートファジーで分解する能力は、細胞内p62の量とそのリン酸化状態により規定されるとも考えられる。本研究では、ヒトp62のプロモーターをクローニングし、p62の遺伝子発現によりGFPタンパク質を発現するレポーターシステムを構築し、Neuro2a細胞とHEK293細胞に安定的に組み込んだ細胞株を樹立した。この細胞株を用いて、p62の遺伝子発現に変化を与える薬剤のスクリーニング行い、p62プロモーター活性に影響を与える10種の薬剤を同定した。そのうちの一つは、p62の発現を誘導し、ハンチントン病モデル細胞においてもハンチンチンタンパク質の凝集を抑制した。しかしながら、p62のリン酸化による選択的オートファジーの促進効果はわずかであった。これは、定常常態におけるp62のS403リン酸化反応の効率が高くないことに起因していると考えられる。本研究の結果から、p62は酸化ストレス以外にも発現誘導がかかるシステムを持っていることが強く示唆された。本研究成果の一部は2011年にMolecular Cell誌に掲載され、またp62のリン酸化と選択的オートファジーに関する成果は、現在論文投稿中である。また、それ以外の成果についても、別の論文として発表することを予定している。

Research Products

• [Journal Article] Depletion of p62 reduces nuclear inclusions and paradoxically ameliorates disease phenotypes in Huntington's model mice (2015)
  • Author(s): Kurosawa, M., Matsumoto, G., Kino, Y., Okuno, M., Kurosawa-Yamada, M., Washizu, C., Taniguchi, H., Nakaso, K., Yanagawa, T., Warabi, E., Shimogori, T., Sakurai, T., Hattori, N. and Nukina, N.
  • Journal Title: Human Molecular Genetics Volume: 24 Pages: 1092-1105
  • DOI: 10.1093/hmg/ddu522
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dysregulation of the Proteasome Enhances the Toxicity of ALS-linked Mutant SOD1 (2014)
  • Author(s): Kitamura, A., Inada, N., Kubota, H., Matsumoto, G., Kinjo, M., Morimoto, R.I., Nagata, K
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 3 Pages: 209-224
  • DOI: 10.1111/gtc.12125
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Phosphorylation of Mitochondrial Polyubiquitin by PINK1 Promotes Parkin Mitochondrial Tethering. (2014)
  • Author(s): Shiba-Fukushima, K., Arano, T., Matsumoto, G., Inoshita, T., Yoshida, S., Ishihama, Y., Ryu, K.-Y., Nukina, N., Hattori, N., and Imai, Y.
  • Journal Title: PLoS Genetics Volume: 10 Pages: e1004861
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1004861
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] マイトファジーの認識機構ー選択的オートファジーの一形態としてー (2014)
  • Author(s): 松本 弦
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 250 Pages: 489-494
• [Presentation] TBK1 controls PINK1/Parkin-dependent mitophagy through p62/SQSTM1 phosphorylation (2014)
  • Author(s): Gen Matsumoto
  • Organizer: 第37回日本神経科学会大会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-14
• [Presentation] p62/SQSTM1リン酸化によるPINK1/Parkin依存性マイトファジーの制御機構 (2014)
  • Author(s): 松本 弦
  • Organizer: 第66回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 奈良県奈良市 奈良県新公会堂
  • Year and Date: 2014-06-12 – 2014-06-12